变压器局放在线监测装置：保障电力系统安全运行的关键技术

　　在现代电力系统中，大型油浸式电力变压器作为核心设备，其运行状态直接关系到电网的安全性、稳定性和经济性。然而，随着运行年限的增长以及负荷压力的加大，变压器内部绝缘系统容易出现老化、劣化甚至局部放电（PartialDischarge,PD）现象。局部放电虽不会立即导致设备故障，但长期存在会加速绝缘材料劣化，可能引发突发性击穿事故，造成重大经济损失甚至人身安全事故。因此，对变压器局部放电进行实时、精准、可靠的在线监测，已成为智能变电站和状态检修体系中的关键技术环节。
 

　　一、局部放电的危害与监测必要性

　　局部放电是指在高电压作用下，绝缘介质内部或表面因电场集中而产生的微弱放电现象。这种放电能量虽小，但具有累积效应，会持续侵蚀绝缘材料，形成“电树枝”或“水树枝”，最终导致绝缘击穿。据统计，超过70%的变压器故障与绝缘劣化相关，而局部放电是绝缘劣化最典型的早期征兆之一。

　　传统的离线检测方法（如停电试验、油色谱分析等）存在周期长、响应滞后、无法反映真实运行工况等缺陷。相比之下，在线监测技术可在变压器带电运行状态下连续采集局部放电信号，实现早期预警、趋势分析和故障定位，显著提升设备运维效率与安全性。
 

　　二、变压器局放在线监测装置的基本原理

　　变压器局部放电在线监测装置主要通过传感器捕捉由局部放电产生的高频电磁信号、超声波信号或超高频（UHF）信号，并结合信号处理算法进行识别与分析。目前主流技术路线包括：

　　高频电流互感器（HFCT）法：安装于变压器接地引下线或套管末屏接地线上，通过检测高频脉冲电流来识别局放活动。该方法灵敏度高、抗干扰能力强，适用于现场部署。

　　超高频（UHF）法：利用内置或外置UHF天线接收局放辐射的电磁波，具有良好的抗干扰性和空间分辨能力，尤其适合GIS及油纸绝缘结构。

　　超声波法：通过压电传感器接收局放产生的机械振动波，可辅助定位放电源位置，常与其他方法融合使用以提高准确性。

　　油中溶解气体分析（DGA）融合监测：虽然DGA本身不直接检测局放，但其产生的特征气体（如氢气、甲烷、乙炔）可作为局放活动的间接证据，与电气法数据融合可提升诊断可靠性。
 

　　三、系统组成与关键技术

　　一套完整的变压器局放在线监测系统通常包括以下模块：

　　传感器单元：根据现场条件选择HFCT、UHF天线或超声探头，要求具备高信噪比、宽频带响应和长期稳定性。

　　信号调理与采集单元：对微弱局放信号进行放大、滤波和模数转换，需具备强抗电磁干扰能力。

　　数据处理与分析单元：采用数字信号处理（DSP）、小波变换、模式识别、人工智能（如深度学习）等算法，实现噪声抑制、脉冲分类、放电量估算及趋势预测。

　　通信与远程监控平台：支持4G/5G、光纤或IEC61850协议，将数据上传至主站系统，实现远程可视化监控、报警推送和历史数据分析。

　　近年来，随着边缘计算和AI技术的发展，新一代局放监测装置已具备本地智能诊断能力，可在装置端完成初步故障识别，大幅降低数据传输负担并提升响应速度。
 

　　四、应用优势

　　优势方面：

　　实现7×24小时连续监测，及时发现潜伏性缺陷；

　　支持多参量融合分析，提高诊断准确率；

　　减少计划外停电，延长设备寿命，降低运维成本；

　　符合智能电网“状态感知—智能诊断—主动运维”的发展方向。

 

　　五、发展趋势与展望

　　未来，变压器局放在线监测装置将朝着“高精度、智能化、标准化、低成本”方向发展。一方面，通过多物理场耦合建模（电-声-热-化学）构建更全面的绝缘状态评估模型；另一方面，依托数字孪生技术，实现变压器全生命周期健康管理。